AULA 5 MISTURA DE POS/ MISTURAS DE LIQUIDO

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Mistura
Profª Ma. Marlene Saraiva de Araújo Neta
E-mail: saraiva.marleneneta@gmail.com 
Mistura:
• Conceito:
“Uma operação unitária que tem por objetivo trabalhar dois ou
mais componentes, a princípio segregados ou parcialmente
misturados, de modo que cada unidade (partícula, molécula,
etc.) de cada um dos componentes passe a entrar em contato o
mais próximo possível com as unidades de um outro
componente ou de cada um dos outros componentes.”
Mistura Perfeita
Tipos de Mistura
• Podem ser classificadas em 3 tipos:
- Misturas positivas
- Misturas negativas
- Misturas neutras
Mistura Positiva
• Componentes que se misturam por difusão de
uma forma espontânea e irreversível,
tendendo a aproximar-se à condição de
mistura perfeita.
• Ex.: Gases ou líquidos miscíveis.
Mistura Negativa
• Verifica-se a tendência à separação dos componentes da
mistura. Quando isso acontece rapidamente, para manter os
componentes dispersos de modo adequado, é necessário
fornecer energia continuamente.
• Para outros casos de mistura negativa, os componentes
tendem à separação muito lentamente.
• São mais difíceis de serem obtidas e mantidas, exigindo um
grau de eficiência de mistura maior, quando comparada às
misturas positivas.
Ex.: Emulsões, cremes e suspensões viscosas.
Ex.: Suspensão de calamina (loção de calamina) =
Dispersão de sólido em líquido de baixa viscosidade.
Misturas Neutras
• Misturas de comportamento estático
• Os componentes não apresentam mais 
tendência à mistura nem à segregação 
espontâneas.
Ex.: mistura de pós, pastas e unguentos.
Importante!
O tipo de mistura pode ser variável durante um determinado
processo. Se a viscosidade do meio aumenta, por exemplo, a
mistura pode mudar de uma mistura negativa para uma mistura
neutra. De modo similar, o tipo de mistura pode mudar se o
tamanho da partícula, o grau de molhabilidade ou a tensão
superficial do líquido são alterados.
Fatores que afetam a mistura
• Viscosidade (que pode mudar com o tempo da operação)
• Forma das partículas (ovóides, blocos, esferas, flocos, lascas,
bastonetes, filamentos, cristais, formas irregulares)
• Superfície da partícula (área e carga elétrica)
• Tamanho das partículas (tamisação/granulometria /granulação)
• Densidade dos componentes (aeração, vibração e compactação)
• Molhabilidade e fluidez (escoamento) dos pós
• Tensão superficial dos líquidos
• Friabilidade do material (quebra/abrasão)
• Umidade
• Limitações de temperatura
O processo de mistura
Segregação 
completa
Mistura ideal
perfeita
Mistura 
Aleatória
A probabilidade de escolher um tipo de partícula
específico é a mesma em todos os pontos da mistura
Mistura de pós
• Mecanismo de mistura de pós:
- Convecção
- Cisalhamento
- Difusão
• Mistura por convecção:
Ocorre transferência de grandes grupos de partículas por meio
de pás e colabora com a mistura de partículas macroscópicas. A
mistura ocorre de maneira rápida mas não ocorre no interior dos
blocos (as partículas não se movem) então é necessário um
tempo de mistura maior, como ocorre quando um misturador de
palhetas ou pás desloca-se no seio da mistura.
Mistura de pós
• Mistura por cisalhamento:
Camadas de material deslizam uma sobre as outras em
velocidades diferentes.
Agitadores de alto cisalhamento ou por tombamento: a ação do
misturador induz a formação de gradientes de velocidade dentro
do leito de pós e, consequentemente, o cisalhamento de uma
camada sobre a outra.
Mistura de pós
• Mistura por difusão:
A mistura por difusão promove o movimento individual
das partículas. Quando uma camada de partículas que
está em repouso é forçada a se movimentar/fluir,
aumenta o volume por diminuição do empacotamento
possibilitando as partículas caírem por força
gravitacional com baixa velocidade de mistura.
Mistura de pós
IMPORTANTE!
• Os três mecanismos podem ocorrer em uma
única operação de mistura, mas qual será o
mecanismo predominante e a extensão de
cada um deles depende do tipo de misturador
das condições do processo (carga, velocidade)
e da flotabilidade de cada componentes.
Mistura de pós - equipamentos
• Misturadores 
de volteadura
- São montados de modo
que possam ser girados
em torno de um eixo.
- Mistura de grânulos ou
de pós com boas
propriedades de fluxo.
- Mistura por
cisalhamento e por
difusão
Misturador em V
Misturador em Y
Misturador Cúbico
Misturador de 
cone duplo Movimento do pó dentro do 
misturador por volteadura
• Misturadores-granuladores de alta velocidade
Uma lâmina impulsora, colocada centralmente no fundo do misturador, gira
em alta velocidade, arremessando o material para as paredes da câmara, sob
efeito da força centrífuga. Na sequência, o material é forçado para cima antes
de precipitar-se para o centro do misturador. O movimento das partículas no
interior da câmara provoca a mistura dos componentes de modo rápido,
devido às elevadas forças de cisalhamento, originadas da alta velocidade de
rotação, assim como devido à expansão do leito de material, o que permite a
mistura por difusão.
Mistura de pós - equipamentos
• Misturadores de leito fluidizado
O principal uso de equipamentos de leito fluidizado ocorre na
secagem de grânulos ou no revestimento de materiais
multiparticulados. Esse tipo de equipamento pode, porém, ser
utilizado na mistura de pós, antes destes serem granulados na
mesma câmara de mistura.
Mistura de pós - equipamentos
• Misturadores por agitação
Baseia-se no movimento de uma palheta ou pá pelo produto e,
por isso, seu principal mecanismo de mistura é por convecção.
Misturador nauta
Misturador agitador de
parafuso helicoidal
Misturador
planetário
Mistura de pós - equipamentos
• Considerações práticas
- Quantidade compatível com tamanho de misturador
(expansão)
- Aumento do tempo
- A monitoração do tempo de mistura é feita por
análise de amostra.
- Presença de fio-terra (dissipar eletricidade estática
acumulada)
Mistura de pós - equipamentos
Segregação de pós
• Segregação é o efeito oposto à
mistura, ou seja, os componentes
tendem à separação. Extremamente
importante na preparação de
produtos farmacêuticos, uma vez
que, em caso de segregação, a
mistura pode passar de uma
condição aleatória para outra não
aleatória ou, também, pode
acontecer da mistura aleatória
nunca ser obtida.
• A segregação origina-se do fato de
as misturas de pós diferirem quanto
ao tamanho, forma e densidade.
• Diferença entre o tamanho de partícula:
- Principal causa de segregação na mistura de pós. As partículas menores
tendem a cair dentro dos espaços vazios existentes entre as partículas maiores,
deslocando-se, dessa maneira, para o fundo da massa.
• Efeitos da densidade da partícula:
- Quando os componentes de uma mistura têm densidades diferentes, as
substâncias de maior densidade terão a tendência de deslocar-se para baixo,
ainda que os tamanhos de partícula sejam iguais, num fenômeno conhecido
como segregação por trajetória.
• Efeitos da forma das partículas:
- As partículas esféricas são as que possuem as melhores características de fluxo 
e, por isso, são as mais fáceis de serem misturadas, mas segregam
de modo mais fácil se comparadas com partículas de forma não 
esférica.
Segregação de pós
Mistura de líquidos
• Mecanismos de mistura de líquidos:
- Transporte bruto (transporte de massa)
- Mistura por turbulência
- Difusão molecular
• Mistura por transporte bruto (transporte de massa):
Semelhante ao mecanismo que ocorre nos sólidos, considera
que há movimento de grande quantidade de líquidos movidos
pelas pás, de forma rápida mas que as moléculas internas desta
quantidade de massa líquida não se misturam.
Ex.: Misturadorde pá.
Mistura de líquidos
• Mistura por turbulência:
Origina-se do movimento ao acaso das moléculas,
quando são forçadas a uma forma de fluxo turbulento.
- Altamente eficiente.
- Regiões de redemoinhos
(mistura não efetiva)
Mistura de líquidos
• Mistura por difusão molecular:
Promove o movimento individual das partículas.
- Se for o único mecanismo faz-se necessário um maior 
tempo.
Mistura de líquidos
• Relação entre viscosidade de líquidos e
sedimentação das partículas
- Os líquidos de baixa viscosidade são misturados facilmente
entre si. As partículas sólidas podem ser suspensas em líquidos
de baixa viscosidade sem dificuldade, embora tendam a
sedimentar-se rapidamente, quando a mistura é descontinuada.
- Já os líquidos viscosos são de agitação e mistura mais difícil,
mas são capazes de reduzir a velocidade de sedimentação das
partículas em suspensão.
Mistura de líquidos
Tipos de fluxo
• Longitudinal: paralela ao eixo do agitador;
• Rotacional: tangencial ao eixo do agitador;
• Radial: perpendicular ao eixo do agitador;
Longitudinal Rotacional Radial
• Misturadores de hélice
- O agitador em hélice apresenta
palhetas em ângulo, que forçam o
fluido a circular tanto na direção
axial como na radial.
- Um vórtice forma-se quando a
força centrífuga, transmitida ao
líquido pelas palhetas da hélice, faz
com que este retorne circularmente
pelas paredes do misturador,
criando uma depressão em torno
da haste do agitador.
Mistura de líquidos - equipamentos
• Misturadores de turbina
- Conforme o líquido é forçado a passar
em grande velocidade pelos pequenos
orifícios dos anéis difusores, são
produzidas forças de cisalhamento
consideravelmente intensas.
- Pode ser utilizado em fluidos mais
viscosos, porém não são apropriados
para líquidos de viscosidade muito
elevada, uma vez que estes não podem
ser arrastados para dentro do cabeçote
do misturador.
Mistura de líquidos - equipamentos
Turbina de pás retas 
verticais
Turbina tipo Disco de 
Rushton
Turbina tipo Disco 
de Cowles
• Agitadores de pá e âncora
- Menor velocidade que os misturadores tipo turbina.
Mistura de líquidos - equipamentos
Misturadores de pás
Misturadores de âncora
Vantagens e limitações de alguns 
misturadores de líquidos
Tipo de misturador Vantagens Limitações
Agitador de pás
Bom fluxo radial e 
rotacional, barato
Fluxo perpendicular 
fraco, alto risco de 
formação de vórtice e 
velocidade mais alta
Agitador de múltiplas 
pás
Fluxo bom nas três 
direções
Mais caro, maior 
necessidade de 
energia
Agitador de hélices
Fluxo bom nas três 
direções
Mais caro do que o 
agitador de pás
Agitador de turbinas Mistura muito boa
Caro e com risco de 
entupimento
Mistura de semi-sólidos
• Problema que surge durante a mistura de semi-sólidos
(ungentos e pastas):
- Não se misturam com facilidade - fluxo difícil;
- Os materiais podem entrar em um ponto morto do misturador
• Portanto, um misturador apropriado deverá ter elementos
rotatórios, com uma folga estreita entre eles e a parede do
recipiente misturador. Além disso, a parede do recipiente de
mistura e esses elementos deverão produzir um elevado nível de
mistura por cisalhamento, um vez que a mistura por difusão e
por convecção não é verificada no caso de semi-sólidos.
Mistura de semi-sólidos -
equipamentos
• Misturadores planetários
- A lâmina misturadora está posicionada fora do centro e é
transportada mediante auxílio de um braço que gira.
Consequentemente, ela translada em torno da circunferência da
bacia de mistura, enquanto gira, ao mesmo tempo sobre o seu
próprio eixo.
Ex.: mistura de materiais semi-sólidos altamente viscosos.
• Misturadores sigma ou malaxadores
- Esse tipo de misturador robusto é destinado ao trabalho com
pastas firmes, unguentos ou misturar pós úmidos (granulação
via úmida).
- O funcionamento depende do encaixe mútuo entre duas
lâminas que se assemelham a letra grega ∑ (sigma) para sua
ação.
Mistura de semi-sólidos -
equipamentos
Seleção do misturador
• Propriedades físicas 
- Densidade, viscosidade, miscibilidades
• Considerações econômicas
- Tempo requerido, energia necessárias
• Custo do equipamento e manutenção